环保型纺织品抗菌整理剂进展综述

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纺织品的抗污整理技术研究与应用

纺织品的抗污整理技术研究与应用

纺织品的抗污整理技术研究与应用在日常生活中,纺织品的使用无处不在,从我们身着的衣物到家居装饰的布料,从汽车内饰到工业用布。

然而,这些纺织品在使用过程中很容易受到各种污渍的侵袭,不仅影响美观,还可能降低其使用寿命和性能。

因此,纺织品的抗污整理技术应运而生,成为了纺织行业研究的重要课题之一。

一、纺织品污渍的来源和种类要了解纺织品的抗污整理技术,首先需要清楚污渍的来源和种类。

纺织品上的污渍主要来源于日常生活中的各种活动,如饮食、工作、运动等。

常见的污渍包括油污、水渍、汗渍、血渍、果汁渍、咖啡渍等。

油污通常来自烹饪、机械操作或与油性物质的接触,其特点是难以清洗,容易在纺织品表面形成顽固的污渍。

水渍则多因水的渗透和蒸发留下痕迹,尤其是含有杂质的水。

汗渍是由于人体出汗,其中的盐分和有机物会附着在纺织品上。

血渍一般来自受伤或生理原因,其成分复杂,清洗难度较大。

果汁渍和咖啡渍等则是常见的食品污渍,含有色素和糖分等成分。

二、传统的纺织品抗污方法及其局限性在抗污整理技术发展之前,人们采用了一些传统的方法来处理纺织品的污渍。

常见的方法包括及时清洗、使用洗涤剂和漂白剂等。

然而,这些方法存在一定的局限性。

及时清洗虽然能够在一定程度上减少污渍的残留,但对于一些顽固污渍或无法及时处理的情况效果不佳。

洗涤剂和漂白剂在去除污渍的同时,可能会对纺织品的纤维结构造成损伤,导致其强度下降、颜色褪色等问题。

而且,频繁使用强力洗涤剂和漂白剂也可能对环境造成污染。

三、现代纺织品抗污整理技术的原理和分类随着科技的不断进步,现代纺织品抗污整理技术得到了快速发展。

这些技术主要基于以下几种原理:1、表面改性技术通过改变纺织品的表面性能,如降低表面能、增加表面粗糙度或形成特殊的微观结构,使污渍难以附着在纺织品表面。

例如,利用等离子体处理或化学涂层,可以在纺织品表面形成一层低表面能的薄膜,从而达到抗污的效果。

2、纳米技术将纳米材料应用于纺织品抗污整理中。

纺织用抗菌整理剂的研究进展

纺织用抗菌整理剂的研究进展

西安工程大学学报J o u r n a l o fX i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y第34卷第2期(总162期)2020年4月V o l .34,N o .2(S u m.N o .162)开放科学(资源服务)标识码(O S I D)文章编号:1674-649X (2020)02-0026-11 D O I :10.13338/j.i s s n .1674-649x .2020.02.004 收稿日期:2020-03-14基金项目:湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T 201707) 第一作者:宋登鹏(1990 ),男,武汉纺织大学讲师,博士㊂ 通信作者:刘欣(1982 ),男,武汉纺织大学教授,研究方向为功能纤维材料㊂E -m a i l :x i n l i u @w t u .e d u .c n引文格式:宋登鹏,周佳艳,朱坤坤,等.纺织用抗菌整理剂的研究进展[J ].西安工程大学学报,2020,34(2):26-36. S O N G D e n g p e n g ,Z HO UJ i a y a n ,Z HU K u n k u n ,e t a l .R e s e a r c h p r o g r e s s i na n t i b a c t e r i a l a g e n t s f o r t e x t i l e s [J ].J o u r n a l o fX i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y,2020,34(2):26-36.纺织用抗菌整理剂的研究进展宋登鹏,周佳艳,朱坤坤,徐卫林,刘 欣(武汉纺织大学省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室,湖北武汉430200)摘要:结合国内外纺织抗菌整理剂的研究与应用现状,论述了常用无机类㊁有机类及天然类抗菌剂的抗菌机理㊂以多种商业抗菌纤维为例,探讨不同抗菌整理剂的使用与整理方法,分析不同类型抗菌剂的优势与不足㊂结果表明:常用抗菌整理剂里,以银为代表的金属型抗菌剂抗菌谱系广,安全性较高,不易产生耐药性,但存在防霉能力弱,易变色等缺点;以T i O 2为代表的光催化抗菌剂除抑菌杀菌外,还有除臭防污功效,但其抗菌效力存在光依赖性㊂有机抗菌剂种类多㊁应用广㊁杀菌能力强,然而其毒性较大,耐热性能差,容易使病菌产生抗药性;天然抗菌剂安全性较高㊁绿色环保,但存在抗菌活性较低,持久性不足,提取工艺较为复杂㊂展望抗菌整理剂的未来发展需求,指出理想的抗菌整理剂应朝着广谱持久㊁无毒无害㊁使用不产生抗药性㊁整理工艺绿色环保等方向发展㊂关键词:纺织品;纤维;抗菌剂;抗菌整理;抗病毒中图分类号:T S195.2 文献标志码:AR e s e a r c h p r o g r e s s i na n t i b a c t e r i a l a ge n t sf o r t e x t i l e s S O N G D e ng p e n g ,Z H O UJ i a ya n ,Z HU K u n k u n ,X U W e i l i n ,L I U X i n (S t a t eK e y L ab o r a t o r y o fN e w T e x t i l eM a t e r i a l s a n dA d v a nc e dP r o c e s s i n g T e c h n o l o gi e s ,W u h a nT e x t i l eU n i v e r s i t y,W u h a n430200,C h i n a )A b s t r a c t :T h e d e v e l o p m e n t o f a n t i b a c t e r i a l a ge n t sf o r t e x t i l e s i nt h ew o r l dw a s s u mm a r i z e d ,t h e a n t i b a c t e r i a lm e c h a n i s m ,a d v a n t ag e s a n d d i s a d v a n t a g e o f i n o r g a n i c ,o r g a n i c a n dn a t u r a l a n t i b a c t e -r i a l a g e n t sw e r e e m ph a ti c a l l y d e s c r i b e d .T a k i n g a v a r i e t y o f c o mm e r c i a l a n t i b a c t e r i a l f i b e r s a s e x -a m p l e s ,t h eu s e a n d f i n i s h i n g m e t h o d so f d i f f e r e n t a n t i b a c t e r i a l f i n i s h i n g a ge n t sw e r ed i s c u s s e d .A m o n g t h eu s u a l a n t i b a c t e r i a l a g e n t s ,t h e m e t a l a n t i b a c t e r i a l a g e n t s r e p r e s e n t e db y si l v e rw i t hb r o a d-s p ec t r u ma n t i b a c t e r i a l a c t i v i t y,h i g h s a f e t y,a nd i s n o te a s y t o d e v e l o p d r u g-r e s i s t a n c e,b u t i th a sw e a ka n t if u ng a l a n de a s y d i s c o l o r a t i o n.Ph o t o c a t a l y ti ca n t i b a c t e r i a l a g e n t s r e p r e s e n t e db y T i O2h a v e t h e f u n c t i o n s o f d e o d o r i z a t i o n a n d a n t i f o u l i n g i n a d d i t i o n t o a n t i b a c t e r i a l,b u t t h e a n t i-b a c t e r i a l a c t i v i t y i s l i g h t-d e p e n d e n c e.O r g a n i c a n t i b a c t e r i a l a g e n t s p o s s e s s e d v a r i o u s k i n d s,e x t e n-s i v e a p p l i c a t i o n,a n d t h e p o t e n t a n t i b a c t e r i a l p e r f o r m a n c e,b u t i t s t o x i c i t y i s l a r g e r,h e a t r e s i s t-a n c e i s p o o ra n de a s y t o m a k eb a c t e r i ar e s i s t a n c e.N a t u r a l a n t i b a c t e r i a l a g e n t sh a v eh i g hs a f e t y a n d e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n,b u t t h e r ea r es o m e l i m i t a t i o n s s u c ha s l o wa n t i b a c t e r i a l a c t i v i t y, i n s u f f i c i e n t d u r a b i l i t y a n d c o m p l e x e x t r a c t i o n p r o c e s s.A t l a s t,t h e r e q u i r e m e n t s a n d d e v e l o p m e n t o f a n t i b a c t e r i a l a g e n t s a n d f i n i s h i n g p r o c e s s a r e p r o s p e c t e d,i t i s p o i n t e d o u t t h a t b r o a d-s p e c t r u m, l o n g d u r a b i l i t y,n o n-t o x i ca n t i b a c t e r i a l a g e n t sw i t h o u td r u g r e s i s t a n c e,a n d g r e e na n t i b a c t e r i a l f i n i s h i n gp r o c e s s b e i n g t h e t r e n d f o r t h e i d e a l a n t i b a c t e r i a l a g e n t s.K e y w o r d s:t e x t i l e s;f i b e r;a n t i b a c t e r i a l a g e n t;a n t i b a c t e r i a l f i n i s h i n g;a n t i v i r u s0引言纺织品因其疏松多孔的结构,极易吸收人体新陈代谢所分泌的汗液与油脂,为微生物的附着和繁殖提供有利场所,一些细菌㊁病毒在纺织品表面可存活数小时至数天㊂W i e n e r[1]对美国一家医院的调查中发现,有超过60%的医护人员工作服上携带耐药病菌,证明了纺织品是病菌传播扩散的重要方式㊂美国每年因医院内感染致4.4万~9.8万人死亡,直接经济损失达960亿~1470亿美元[2-3]㊂2019新型冠状病毒肆虐以来,截止到2020年3月9日,在全球已造成超过10万人感染,受疫情影响的国家和地区多达101个[4]㊂多项研究表明,抗菌纺织品用于医用防护与个人卫生,将会极大地提高环境整体清洁度,降低院内感染发生率,保障患者及医护人员安全[3]㊂因此,抗菌㊁抗病毒纺织品的研发与应用具有重要的意义㊂抗菌剂是指能够有效抑制细菌㊁真菌㊁病毒等微生物生长繁殖或可杀灭病菌的物质,抗菌纺织品通常是在纺织品中加入抗菌剂来实现[5]㊂根据抗菌剂的组成结构㊁作用机理及来源,一般分为无机抗菌剂㊁有机抗菌剂和天然抗菌剂3类[6-7]㊂本文概述了目前常用纺织用抗菌整理剂的种类㊁抗菌机理以及整理方式,并对抗菌㊁抗病毒纺织品的未来发展进行了展望㊂1无机抗菌剂无机抗菌剂以其广谱抗菌㊁安全无毒㊁耐热性好等优点引起了人们的广泛关注,被应用于各个领域㊂近些年来,随着纳米技术的高速发展,许多无机金属离子及一些金属氧化物在纳米尺度下,显示出于比常规尺度更为强大的抗菌作用,给无机抗菌剂的研究注入了新的活力㊂常用的无机纳米粒子包括纳米银㊁纳米C u O㊁T i O2和Z n O等㊂相对有机抗菌剂而言,无机抗菌剂普遍热稳定性高,在加工工艺里既可在单体共聚或聚合完成时混入纤维,也可在熔融喷丝之前加入㊂这些添加方法可使无机抗菌剂深入纤维内部,所得的抗菌纤维耐洗性能好,而且熔融加工工艺对于高温下易分解㊁易碳化的有机抗菌剂显然并不适用㊂根据作用原理可将无机抗菌剂分为金属型和光催化型2种[8-11]㊂1.1金属型无机抗菌剂金属型无机抗菌剂多为无机重金属及其盐类,在抗菌整理时可单独使用,也可通过物理吸附㊁离子交换或多重包覆等技术将其负载在沸石㊁硅胶㊁磷酸盐和高岭土等载体中,达到长效缓释抗菌的目的㊂金属离子抑菌杀菌的活性按下列顺序递减[12-13]:A g >H g>C u>C d>C r>N i>P b>C o>Z n>F e㊂由于H g㊁C d㊁C r㊁P b等毒性较大,实际应用中以A g㊁C u㊁Z n系抗菌剂为主㊂1.1.1银系抗菌剂银系抗菌剂是研究最多和使用最广泛的抗菌剂之一,其抗菌谱系广,使用安全,对皮肤无刺激,不分解㊂早在公元前1200年,腓尼基人就懂得利用银质器具使水变得安全饮用[6]㊂银的杀菌作用主要来源于对硫或磷蛋白的高亲和力,可使银高效结合并破坏微生物的蛋白质㊁酶和核酸结构㊂此外,银离子还可有效激活空气或水中的氧,通过产生活性氧杀灭病菌[14-15]㊂对于银的抗病毒性质研究较少,其抗病毒机制尚未完全明晰,有研究表明银的抗病毒效果与其粒72第2期宋登鹏,等:纺织用抗菌整理剂的研究进展径尺寸存在较大关系㊂S p e s h o c等[16]人发现,小于25n m的纳米银用于沙粒病毒感染的早期阶段可以有效抑制子代病毒的产生,但是在较长时间感染后再使用纳米银则抗病毒表现不佳,表明纳米银主要作用于病毒的早期复制阶段;G a i k w a d等[17]人利用微生物表面还原法制备了一系列纳米银,结果发现更小尺寸纳米银可以更为有效地抑制单纯疱疹病毒和3型流感病毒的复制,所以认为纳米银的抗病毒效果是通过附着在病毒表面,从物理层面上干扰病毒与宿主细胞的结合作用来实现㊂目前,银已广泛应用于商用抗菌整理剂和抗菌纤维之中㊂对于天然纤维一般采取后整理的方式,利用溶液浸渍法㊁涂层法或是溶胶-凝胶法等赋予抗菌活性㊂溶液浸渍法是通过将织物浸泡在纳米银或硝酸银等含银溶液中,加入还原剂使纳米银形成并沉积到织物上,经干燥和固化后利用纳米银的高表面能使其吸附到织物表面㊂溶液浸渍法操作简单,设备要求低,是目前应用最广的方法之一,然而银通常只与织物表面存在物理吸附作用,得到的抗菌纤维耐洗性和长效性均较差[18]㊂对于合成纤维则可采用共混纺丝法,即将抗菌剂分散在纺丝液中随后进行纺丝㊂这种方法得到的抗菌纤维效果持久,耐洗效果较好,但对抗菌剂的化学稳定性和热稳定性有较高要求,故通常将银固载在陶瓷或沸石等载体中使用㊂例如M i l l i k e n公司开发的A l p h a s a n 整理剂是一种载银的磷酸锆钠盐,可在高聚物的熔融挤压过程中加入,通过长效缓释银离子达到抗菌抑菌作用,已用于O'M a r a公司的M i c r o F r e s h 和S o l e F r e s h 品牌抗菌尼龙和S i n-t e r a m a公司的G u a r d Y a r n 抗菌聚酯纤维等多种抗菌纤维的生产之中[19-20]㊂然而,银价格较高,并且易被氧化还原为深色的氧化银或黑色的单质银,限制了银在白色和浅色织物中的应用[19]㊂同时,虽然一般认为银无毒无害,但是仍有部分科学家认为银离子(尤其是纳米银)很有可能透过皮肤而进入人体,通过血液循环分布于各脏器形成体内沉积㊂这种沉积是否会对人体健康造成损害目前还存在很大的争议[21]㊂2014年,美国自然资源保护委员会宣布限制纳米银在纺织品上的使用,含银抗菌纺织品的安全性仍待进一步考察研究[22-23]㊂1.1.2铜系抗菌剂铜系抗菌剂的抗菌性能略逊于银,但因其低廉的成本也成为了无机抗菌剂的研究重点㊂实际使用中纳米C u O最为广泛,其抗菌作用来自于铜离子的缓释,附着在织物上的铜离子可使病菌蛋白质凝固,从而使其中毒而亡㊂此外,钠米C u O对于一些病毒也有一定的杀灭作用[6]㊂美国卡普诺公司在熔融纺丝过程中将C u O粉末分散在熔体中,所得到的C u p r o n 品牌抗菌纤维具有优良的抗菌抗病毒性能[24]㊂B o r k o w等[25]将C u O整理到N95口罩中的聚丙烯纺黏无纺布上,发现经C u O整理后的滤层可有效杀灭表面附着的甲型流感病毒(H1N1)和禽流感病毒(H9N2),并且不影响N95口罩自身的过滤效果㊂这种抗病毒口罩还可减低因处理及弃置口罩不当而导致的手部和环境污染,从而减低感染的几率㊂然而,铜离子对细菌的抗菌效果一般低于银离子,在使用时通常需要加大用量㊂同时,铜离子抗菌剂往往会有较深的颜色,因而限制了其在浅色织物上的应用㊂1.2光催化型无机抗菌剂光催化型无机抗菌剂是一类能被光子激活的半导体无机氧化物,以T i O2和Z n O最具代表性㊂在光的作用下,这类抗菌剂可将水或氧气氧化成㊃O-2或㊃O H等活性氧形态;这种高能活性氧可将细菌㊁真菌与病毒氧化破坏,并且可将其残骸与分泌物等有害物质氧化成二氧化碳和水㊂除了广谱的抑菌杀菌活性外,还兼具有优良的消臭和防污功效[6]㊂由于无机光催化剂与有机纤维间作用力弱,传统的轧烘焙工艺整理往往结合牢度不高[26-27]㊂K i w i等[27]人在负载T i O2之前利用丁二酸㊁丁烷四羧酸(B T C A)等多羧基交联剂处理棉织物㊂处理后T i O2可通过共价键㊁静电相互作用或氢键与羧基相结合,有效提高了负载牢度㊂目前也多用溶胶-凝胶工艺,将T i O2溶胶直接整理到织物上,再采用浸烘焙工艺在纺织品表面形成一层具有良好牢度的T i O2薄膜[29-30]㊂此外,等离子辐射技术也用于T i O2的功能化整理,经等离子体处理后的织物表面粗糙度和表面能得到提高,可以为T i O2的沉积提供更好的条件[31-32]㊂然而,这类抗菌剂仅在可见光甚至紫外光照射之下才会显现出高的抗菌性能,而且有研究表明重复洗涤和循环使用会降低T i O2抗菌整理后纤维的抗菌性能[33]㊂此外,光催化下产生的活性氧对纤维的聚合物基材也有一定的氧化裂解作用,长期累积下会造成纤维的强力下降和色泽变化[34]㊂因此,在设计使用无机光催化型抗菌整理时,有必要在抗菌效果和潜在的性能损失之间进行平衡,以达到预期的目的㊂此外,虽然以T i O2为代表的无机金属氧化物没有毒性,但是一些研究表明T i O2纳米粒子对小鼠的肺部具有损伤㊂附着在纤维上的T i O2在82西安工程大学学报第34卷使用过程中可脱落进入人体呼吸系统或经皮肤进入血液系统,长期积累会导致肺部炎症㊁组织损伤和其他器官的潜在过敏㊂因此,在开发环境友好的光催化抗菌纺织品中,用户安全应该受到更多的考虑[35-36]㊂2有机抗菌剂有机类抗菌剂因其来源广泛㊁成本低廉㊁加工工艺简单㊁杀菌性能高效㊁杀菌速度快等优点,成为目前使用最为普遍的一类抗菌整理剂㊂但是,有机抗菌剂普遍存在毒性稍大㊁耐热性能差且易使微生物产生耐药性等缺点㊂常用的有机抗菌整理剂包括季铵盐类㊁胍类㊁卤代酚类㊁卤胺类等[37-38]㊂2.1季铵盐类抗菌剂季铵盐类抗菌剂广泛用于公共卫生消毒㊁个体防护之中,被认为是一种安全无毒的抗菌消毒剂㊂季铵盐在水中呈现正电性,与负电性的细菌细胞膜产生静电吸引而结合,破坏细胞膜的正常渗透㊂同时,季铵盐的疏水性长链基团会刺破细胞膜进入细胞内部,破坏细胞正常代谢过程[6,39]㊂然而,相较其他抗菌剂而言,季铵盐类抗菌剂抗菌消毒能力较低,对真菌㊁结核杆菌㊁亲水病毒和细菌芽孢等微生物作用有限;当暴露于阴离子洗涤剂时,季铵盐活性成分易通过阴阳离子作用而被中和[6,40]㊂近年来,关于季铵盐的研究主要在于增强其抗菌活性方面,研究表明:随着单烷基链长度的增加,抗菌活性随之增加;双链季铵盐抗菌活性普遍高于单链季铵盐;烷基链为苄基时抗菌活性比甲基季铵盐高得多;含不饱和烷基链的季铵盐比饱和烷基链季铵盐的抗菌活性更高㊂即经过结构改进的季铵盐类抗菌剂具有更高效的抗菌性能,更具广谱抗菌能力[40-42]㊂季铵盐类化合物之所以能连接在纤维上,主要是由于带有阳离子的季铵化合物与纤维表面的阴离子存在离子相互作用,因此,对于含有羧基和磺酸基的改性腈纶或是阳离子可染涤纶可以在接近沸腾条件下,直接吸附季铵盐抗菌剂[43-45]㊂然而,普通季铵盐抗菌剂易溶出㊂为了提高季铵盐抗菌剂的耐久性,可在其中引入硅氧烷基基团㊂最具代表性的是道康宁公司的A E M-5700(原D C-5700)抗菌剂,其硅氧基可与纤维上的羟基形成共价键,从而持久牢固地附着于纺织品表面㊂目前,A E M-5700抗菌剂已广泛应用于棉㊁聚酯㊁尼龙等多种纺织品的抗菌整理,并已进入商业化应用[19,45]㊂磷与氮在元素周期表中同属一族,季鏻盐与季铵盐结构类似㊂磷原子比氮原子离子半径大,极化作用更强,相较于季铵盐更容易吸附带负电的微生物㊂同时,季鏻盐比季铵盐更加稳定,用于织物抗菌整理的同时可带来一定的阻燃性能,在抗菌领域有着较大的发展潜力,被称为是季铵盐的下一代产品㊂目前,由于制备工艺较为复杂,成本尚高等原因,对于季鏻盐抗菌剂的研究虽然已受到广泛关注,但用于纺织品的抗菌整理仍处于起步阶段[46-48]㊂2.2胍类抗菌剂在胍类抗菌剂中,以聚六亚甲基胍盐酸盐类(P HM B)的应用最为广泛㊂P HM B是一种高效㊁广谱㊁低毒性的抗菌剂,易溶于水,广泛应用于食品㊁化妆品和泳池消毒等领域,其分子结构如表1所示㊂由于胍基的存在,P HM B分子呈正电性,易吸附各类细菌,通过细胞膜扩散并与细胞质膜结合,破坏细菌的渗透平衡,导致其细胞破裂[49]㊂棉纤维织物表面的葡萄糖单元在丝光和漂白等工艺过程中会发生氧化还原反应,从而产生羧基阴离子,P HM B的阳离子容易与羧基阴离子通过离子键或氢键结合㊂P a y n e等[50]利用这一性能最先经浸轧焙烘工艺将P HM B整理到棉纤维上,获得了持久抗菌的棉织物㊂经历10次洗涤后,抗菌棉对金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌的抑制作用仍可保持98%以上㊂利用P HM B对羊毛织物进行抗菌整理,需要对羊毛进行化学改性㊂G a o等[51]利用过氧单硫酸盐和亚硫酸钠对羊毛进行预处理,使羊毛表面带有羧基基团;随后利用离子吸引,用P HM B进行抗菌整理,从而得到具有持久抗菌性能的羊毛织物㊂目前,已出现了一些基于具有更佳抗菌效果的改性P HM B型商用整理剂㊂例如A r c h公司推出的R e p u t e x 整理剂,改性后的P HM B拥有多达16个胍基单元㊂更多的胍基使阳离子性大为增强,除抗菌性能优于P HM B外,与纺织品的结合力也更强,现已应用于P u r i s t a 牌抗菌尼龙㊁聚酯的生产之中[19,52]㊂但是,P HM B对真菌㊁分枝杆菌㊁亲水性病毒等杀灭效果不佳,且对细菌芽孢基本没有杀灭作用,只能抑制其繁殖;在纺织品功能化整理时一般需要较大的剂量,广泛使用容易使病菌产生抗药性[6,49]㊂2.3卤代酚类抗菌剂在卤代酚抗菌剂里,三氯生在纺织品中的应用最为广泛,其结构如表1所示㊂92第2期宋登鹏,等:纺织用抗菌整理剂的研究进展表1常用抗菌整理剂的抗菌机理与使用特点T a b.1 S t r u c t u r e a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f c o mm o n l y u s e da n t i m i c r o b i a l f i n i s h i n g a g e n t s三氯生对多种细菌㊁真菌以及某些病毒(如乙型肝炎病毒)都有着很强的杀灭能力,最低抑菌浓度仅为10μg/m L,是一种极为高效的广谱抗菌剂㊂与其他阳离子类有机抗菌剂不同,三氯生在水中不会电离,对微生物的作用主要是通过阻断脂质的生物合成,并与酶活性位点的氨基酸残基在膜上相互作用达到抗菌杀毒的效果[53-54]㊂在纺织工业中,通常将三氯生混入熔融聚合物中纺丝,使其均匀分散在纤维内部从而得到抗菌纤维,并进一步加工成各种抗菌织物㊂现在已有多种品牌和类型的商用型三氯生抗菌纤维,例如汽巴精化公司的T i n o s a n AM100 抗菌尼龙㊁C E L 抗菌聚酯纤维,N o v a c e t a 公司的抗菌S i l f r e s h 醋酯纤维等㊂在使用过程中,三氯生缓慢且持续地从纤维中释放,提供持久的抗菌效果[55-56]㊂I y i g u n d o g d u等[57]利用硼酸钠和三氯生对棉织物进行整理,经整理后的抗菌棉织物对多种细菌㊁真菌具有良好的杀灭能力,对1型腺病毒和5型脊髓灰质炎病毒也有一定的抑制作用㊂2种病毒的滴度在整理后的织物表面均下降了60%左右㊂然而,近几年的研究发现,三氯生的大规模使用易使细菌产生耐药性,并且在日光照射下,三氯生可以分解生成致癌物2,8-二氯二苯并对二噁英㊂出于安全性考虑,一些欧洲国家对三氯生的使用开始限制,日本已明确禁止其用于服用纺织品中[46,58]㊂2.4卤胺类抗菌剂卤胺类指分子中含有氮-卤键的化合物,可由含有胺㊁酰胺或者酰亚胺基团等含N H键化合物经次卤酸简单氧化后得到,是近些年来发展的一种新型抗菌剂㊂之前曾广泛应用于水体消毒之中,是一种安全㊁高效㊁低毒的抗菌剂㊂由于N B r键不稳定,易分解,实际使用中常用氯胺化合物㊂其中与N 原子通过共价键相连的C l原子具有正电性,在水中还可缓慢释放出活性氯正离子㊂无论是卤胺分子中的共价氯还是游离释放的氯正离子都具有强氧化性,可以在短时间内杀死绝大多数细菌,对某些病毒也有良好的杀灭作用㊂卤胺类抗菌剂抗菌消毒机理与无机含氯消毒剂(如次氯酸钠㊁氯化磷酸三钠等)类似,但是与传统无机含氯消毒剂相比,卤胺化合物具有更好的稳定性,可保持较长时间的杀菌功效,并且在杀死病菌后,卤胺化合物可经漂白粉漂洗 充电 再生,重新获得杀菌功能[59-62]㊂织物的卤胺功能化整理方式多种多样:卤胺前驱体可以利用甲醛㊁B T A C等交联剂与纤维进行交联[63-64],也可通过引入环氧㊁硅氧烷等活性化学基团使其直接与纤维发生化学键合[65-66],还能使用不饱和卤胺化合物将其接枝共聚在织物上[67],再经氯漂工艺完成卤胺功能化㊂03西安工程大学学报第34卷R e n等[68]利用卤胺整理丙纶无纺布,发现卤胺功能化涂层可有效破坏病毒的R N A,可快速高效地杀灭包括禽流感病毒在内的多种病毒㊂美国H a l o-s o u r c e公司与加州大学戴维斯分校㊁奥本大学合作,推出了H a l o S h i e l d 纺织品,已经用作床单㊁抹布㊁袜子和军事防护服等多种纺织品㊂UM FC o r p o r a t e 公司推出了M i c r i l l o n 高性能抗菌纤维产品,并证明其可在几分钟内高效杀死H1N1病毒;M i l l i k e n 公司推出的B i o S m a r t 抗菌服和毛巾,在使用过程中可有效杀灭如沙门氏菌㊁大肠杆菌以及A型肝炎病毒等多种病原微生物[69]㊂然而,由于N C l键的存在,某些卤胺基团对紫外线敏感,易在光照下发生分解,释放出少量盐酸,使得织物发黄㊂此外,虽然经卤胺整理后的纺织品可使用漂白液进行抗菌剂再生,但是在此过程中织物会吸收过多的活性氯,导致织物产生难闻的气味和不利的色泽变化㊂为了去除织物中残留的活性氯,L i等[70]开发了在氯漂后使用还原剂(如亚硫酸氢钠)对卤化织物进行二次浸轧的工艺㊂这一方法能够在不降低抗菌活性的情况下,减少由于织物吸附活性氯带来的异味和变色㊂3天然抗菌剂在自然界千百万年的演化过程中,大量动植物进化出了自己对抗微生物的独有防御机制,产生了一些具有抗菌性能的生物活性物质,这些来源于自然界的抗菌物质称为天然抗菌剂㊂与有机合成抗菌剂相比,天然抗菌剂具有生物相容性好,可被自然降解,且不会使细菌产生抗药性等优势㊂随着人们对抗菌纺织品的需求的提高,对生活品质的不断追求以及对合成抗菌剂所带来的环境问题的担忧,天然抗菌剂的研究受到了广泛关注[71-72]㊂3.1壳聚糖壳聚糖是极具代表性的一类动物源天然抗菌剂,对多种细菌㊁真菌有着良好的抑制作用,是由甲壳素脱除乙酰基得来㊂甲壳素是自然界中含量仅次于纤维素的第二大多糖,广泛分布在虾蟹壳及软体生物等生物体内㊂天然甲壳素溶解性能不佳,但在脱除乙酰,得到的壳聚糖裸露出氨基后,亲水性大为增加,溶解度得到改善,因此壳聚糖的应用更为广泛[73]㊂壳聚糖的氨基基团p K a值为6.5㊂氨基基团在水中质子化后形成多阳离子,其抗菌抑菌作用方式与季铵盐类抗菌剂类似,带正电的氨基可与带负电荷的细菌表面相互作用,破坏其细胞膜的完整性㊂壳聚糖与织物之间只能以大分子作用力相结合,单独使用壳聚糖对织物进行整理牢度较低㊂为增加壳聚糖与纤维作用力,一种方法是利用交联剂如柠檬酸㊁丁四羧酸(B T C A)等多羧基交联剂与棉㊁麻等纤维素纤维进行化学连接,另一种获得化学键合的方法是用高碘酸盐氧化棉纤维,生成双醛基团,使醛基与壳聚糖的氨基进行化学交联[74-78]㊂此外,等离子体处理使纤维表面产生一些活性基团,可以增强壳聚糖与纤维的作用力㊂H e等[79]利用等离子体预处理方法,在涤纶纤维表面形成C=O㊁C O和 OH等,随后将壳聚糖衍生物接枝到涤纶纤维表面㊂改性后的涤纶在具有抗菌性的同时,还改善了透湿性和亲水性㊂为了增强壳聚糖的抗菌效果,W a n g等[80]发现,向壳聚糖中掺入C u㊁Z n等金属盐后,复合抗菌剂的抗菌效果明显高于单独使用壳聚糖或金属离子盐㊂这种抗菌增强作用主要来源于金属离子与壳聚糖络合后,阳离子较单独使用更为增强㊂此外,还可利用化学法对壳聚糖进行衍生化改性,赋予其季铵盐㊁卤胺等抗菌基团,以达到复合抗菌的效果[81-82]㊂虽然壳聚糖抗菌整理具有很多优点,但目前市面上使用壳聚糖进行抗菌整理的纺织品并不多㊂主要原因在于壳聚糖只有在浓度较高时才能进行有效抗菌,而较高浓度的壳聚糖往往会在织物表面形成一层纤维膜,整理后的织物会出现手感发硬,白度和透气性等服用性能下降的缺陷㊂未来研究方向主要是对壳聚糖进行改性修饰,提高其抗菌性和耐久性,同时改进整理方法,增强织物与壳聚糖衍生物的结合力,降低壳聚糖用量,减少其对织物服用性能带来的损伤[73-74]㊂3.2植物源抗菌剂植物源抗菌剂抗菌的活性成分多为天然萜类㊁生物碱㊁蒽醌类㊁黄酮类㊁单宁酸类㊁香豆素类物质,其抗菌范围各不相同㊂一些植物抗菌剂可同时作为天然染料,赋予抗菌性的同时还提高了织物抗氧化性㊁抗紫外线等性能[6]㊂目前,利用天然抗菌剂处理织物的主要方法之一是微胶囊技术㊂这些天然抗菌活性成分可包裹在微胶囊中,利用涂层加工或是浸轧法使其固着在纤维上,在使用时微胶囊经摩擦作用破裂,缓慢释放出抗菌物质,可以从一定程度上解决天然抗菌剂耐久性差的问题[83]㊂艾蒿是我国的传统中药用植物,提取自艾蒿的艾蒿油除具有抗菌活性外,并有消炎㊁止血㊁平喘等多重药理功能㊂王亚等[84]利用艾蒿油-壳聚糖抗菌微胶囊对医用非织造布进行抗菌整理,得到的抗菌医用织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率可达到96%以上㊂13第2期宋登鹏,等:纺织用抗菌整理剂的研究进展。

纺织品抗菌整理新进展(二)

纺织品抗菌整理新进展(二)
将壳聚糖与棉进行交 联 , 部分还 用于棉织 物的耐 久压烫整理 。 据报道 , 其抗菌活性可耐 5 0次水洗 。Y e等人合成 了以聚丙烯 酸丁酯为核 、 壳聚糖为壳 的核壳结 构纳米 粒子 , 采用轧 烘焙 并
5国外纂蔓 科技 2
.<> .。 .。 .<> . 。 .。 .
纺 织品抗 菌整理 新进展 ( ) 二
多主要零 售商 以及政府 , 正在考虑或者 已经禁 止三氯新在纺织
了一种复合纤维 Ca yn@ , r o b 它具有耐久的抗菌整理效果 , 适用
于很多纺织品。此外 , 聚糖还可 被纺入纤 维 中, 壳 但其应 用仅 局限于医用纺织 品( 如医用纱布 、 缝合线 和创伤敷料 ) 。 上
5 6 可再 生 的 N hlIie和过 氧酸 . ・s n n ll s
54 三氯 新 .
三氯新 ( 4 4- 2, ,' 三氯. 一 基二 苯醚 ) 是一 种广谱 杀菌 2羟 也
工艺将其施 加到棉织 物上 。经 5 水洗后 , 0次 其抗 菌活性仍 保
持在 9 %以上的水平 。 o
剂, 对很 多常见菌种的 M1 C值都小于 1 g k 。与纺 织品用 的 0m / g
丙烯酰胺甲基对纤 维有活性 , 与棉纤维 共价结合 , 有优秀 可 具 的耐久性。K nw ea y等人将 几种化合物接 枝在壳聚糖 的活性氨
很多公司都在 生产 、 售含 三氯 新 的纤维 、 销 纱线 或织 物 。
如尼龙及 聚酯 产 品 Tnsn A 0 i a M 10@ 、 E o C L@ ( 巴精 化公 汽 司) Sf s ,ir h@醋酯纱 线( le 意大利 N vct公 司) Mi o a oae a 和 c bn@ r
纺织品( 国 Mi oa 美 c bn国际公 司 ) , 含 有三 氯新 抗 菌 剂。 r 等 都 其或是在 整理 阶段 被加入 , 或是 在挤 压成 丝过 程 中与纤 生物尤其是真菌 , 高度有效 。

纺织品的抗菌性能与市场趋势

纺织品的抗菌性能与市场趋势

纺织品的抗菌性能与市场趋势在我们的日常生活中,纺织品无处不在,从衣物到床上用品,从窗帘到毛巾。

而随着人们对健康和卫生的关注度不断提高,具有抗菌性能的纺织品逐渐成为市场的新宠。

那么,什么是纺织品的抗菌性能?它又是如何实现的?当前的市场趋势又是怎样的呢?首先,我们来了解一下纺织品抗菌性能的定义。

简单来说,抗菌性能指的是纺织品抑制或杀灭微生物(如细菌、真菌、病毒等)生长和繁殖的能力。

这些微生物在适宜的环境中会迅速滋生,不仅可能导致纺织品产生异味、变色、变形等问题,还可能对人体健康造成潜在威胁,例如引发皮肤感染、过敏反应等。

实现纺织品抗菌性能的方法多种多样。

一种常见的方式是在纤维制造过程中添加抗菌剂。

这些抗菌剂可以与纤维原料均匀混合,从而使制成的纺织品具有持久的抗菌效果。

另一种方法是对纺织品进行后整理处理,将抗菌剂通过浸渍、涂层等方式附着在纺织品表面。

此外,还有一些新型的技术,如利用纳米技术将抗菌物质嵌入到纤维结构中,或者通过生物技术对纤维进行改性,使其具有天然的抗菌性能。

那么,具有抗菌性能的纺织品在市场上的表现如何呢?近年来,市场对这类产品的需求呈现出持续增长的态势。

这主要得益于人们健康意识的增强以及生活方式的改变。

在医疗领域,抗菌纺织品的需求尤为突出。

医院是各种病菌滋生和传播的高风险场所,医护人员的工作服、病人的床单被褥等都需要具备良好的抗菌性能,以减少交叉感染的风险。

此外,一些医疗用品,如口罩、手术衣等,也对抗菌性能有着严格的要求。

在运动和户外领域,抗菌纺织品也受到了消费者的青睐。

运动时人体会大量出汗,为细菌的生长提供了有利条件。

具有抗菌性能的运动服装和鞋袜能够有效地减少异味和细菌感染,提高穿着的舒适度和健康性。

同样,在户外活动中,人们暴露在各种环境中,抗菌的户外装备能够提供更好的保护。

在家庭生活中,消费者对具有抗菌性能的床上用品、毛巾、内衣等的需求也在不断增加。

特别是在疫情期间,人们更加注重家庭卫生,抗菌纺织品成为了许多家庭的选择。

抗菌纺织品的发展趋势是啥

抗菌纺织品的发展趋势是啥

抗菌纺织品的发展趋势是啥
随着人们对卫生和健康意识的提高,抗菌纺织品在市场中的需求不断增长。

未来抗菌纺织品的发展趋势包括:
1. 新型抗菌技术:传统的抗菌纺织品常常采用化学药剂进行抗菌处理,但这些药剂可能存在安全和环境问题。

未来的抗菌纺织品发展将倾向于使用新型抗菌技术,如纳米技术、抗菌纤维和天然材料等。

这些技术能够更有效地杀灭细菌,同时具有较低的环境污染和无毒性。

例如,纳米颗粒可以在纺织品表面形成抗菌层,从而抑制细菌的生长。

2. 功能多元化:未来的抗菌纺织品将更加注重功能多元化。

除了抗菌功能外,可能还具有防臭、吸湿排汗、防紫外线等特性,以满足消费者对高品质纺织品的需求。

3. 持久性和耐洗性:传统的抗菌纺织品在经过一定次数的清洗后,抗菌效果会逐渐减弱。

未来的发展趋势将注重提高抗菌纺织品的持久性和耐洗性,使其抗菌效果在多次清洗后仍能保持较高水平。

4. 应用领域扩大:当前抗菌纺织品主要应用于医疗、卫生和运动领域。

未来将会扩大到更多领域,如家居纺织品、服装、鞋袜等。

抗菌功能的应用领域扩大将进一步推动市场需求的增长。

5. 生态环保:未来抗菌纺织品的发展趋势还将注重生态环保。

从生产过程到使用后的处理,抗菌纺织品将更加注重环境友好和可持续发展。

纺织品的功能性整理技术研究与应用分析

纺织品的功能性整理技术研究与应用分析

纺织品的功能性整理技术研究与应用分析在现代社会,纺织品不再仅仅是满足基本的遮体和保暖需求,人们对其功能性提出了越来越高的要求。

功能性整理技术的出现和不断发展,为纺织品赋予了更多独特的性能和价值。

本文将深入探讨纺织品功能性整理技术的研究现状,并对其应用进行详细分析。

一、功能性整理技术的分类1、防水防油整理这种整理技术使纺织品表面形成一层低表面能的薄膜,水滴和油滴难以在其表面润湿和渗透。

常见的防水防油整理剂有含氟化合物和有机硅等。

经过处理的纺织品,如户外运动服装、厨房用纺织品等,能够有效地抵御雨水和油污的侵袭,保持干爽和清洁。

2、抗菌防臭整理通过在纺织品中添加抗菌剂,抑制细菌、真菌等微生物的生长和繁殖,从而达到抗菌防臭的效果。

常用的抗菌剂有银离子、季铵盐类和壳聚糖等。

抗菌防臭纺织品在医疗、卫生、运动等领域具有广泛的应用,能够减少异味产生,降低感染风险。

3、抗紫外线整理紫外线对人体皮肤有一定的伤害作用,抗紫外线整理技术可以使纺织品有效地阻挡紫外线的穿透。

通常采用添加紫外线吸收剂或反射剂的方法,如二苯甲酮类、苯并三唑类化合物等。

此类纺织品如防晒服、遮阳伞等,能为人们提供更好的紫外线防护。

4、阻燃整理为了提高纺织品的防火性能,阻燃整理技术应运而生。

通过在纤维或织物表面施加阻燃剂,改变其燃烧性能,延缓火焰蔓延,减少火灾危害。

常见的阻燃剂有无机阻燃剂(如氢氧化镁、氢氧化铝)和有机阻燃剂(如磷系、氮系化合物)。

5、吸湿排汗整理使纺织品具有良好的吸湿和排汗功能,能够快速吸收人体汗液并将其扩散到织物表面蒸发,保持皮肤干爽舒适。

常用的方法有对纤维进行改性处理或使用特殊的织物组织结构。

运动服装和内衣等常采用这种整理技术。

二、功能性整理技术的原理1、物理作用通过在纺织品表面形成物理屏障,如薄膜、涂层等,实现防水、防油、抗紫外线等功能。

物理作用通常不改变纺织品的化学结构,但可能会影响其手感和透气性。

2、化学作用整理剂与纤维发生化学反应,形成共价键或离子键结合,从而赋予纺织品特定的功能。

国外纺织品整理技术最新进展_李戎

国外纺织品整理技术最新进展_李戎
2. 机械手感整理 机械手感整理是利用机械方式松弛织物结构,经多次 拍打、轧压降低织物刚度,增加织物表面的丰满度和蓬松 度。 意大利Biancalani(白卡拉尼)公司推出的新型连续平 幅式转笼烘干机Airo®24将烘干能力、生产效率、多功能性 以及著名的爱乐®手感结合为一体。其工作原理是利用文丘 里管的风动原理,将加温的热气流充进文丘里管,吸进面 料,并在加速度中将面料加以揉搓,然后面料在被喷出文丘 里管时,失压状态下得以膨化。在面料撞击到栅板时又得以 适度的撞击摔打。文丘里管内壁形成的气流边界层对面料 起到充分的气垫保护作用,使面料得到有力但又柔和的处 理。在处理过程中,织物与气流、织物与管壁、织物与织物、 织物与栅格,甚至织物与处理液之间不断摩擦、揉搓、拍打 以及在助剂的作用下,使纤维的内应力彻底消除,产生蠕 动、蓬松,甚至微纤化,从而使织物获得活络、柔软、蓬松的 手感。 其他的手感整理设备有:Biancalani的Petra织物滑爽 整理机(也称Petra仿麂皮起绒机),是在磨毛辊和织物接 触的一面包上特制的金刚砂皮;意大利Lafer公司的麂皮起 绒机采用了合成金刚石砂纸(Carbosint金刚砂)起绒;意大 利Pentek(磐钛)公司的绳状平幅两用柔软整理机EnAIRgy (爱能极)等。 3. 防缩整理 纤维在润湿溶胀过程中,直径的增大幅度远远大于长 度方向的增加幅度,即纤维(尤其是亲水性纤维)溶胀的异 向性。纤维在纺纱、织造及染整加工过程中,受外力拉伸,形 成高度取向的分子构象,纤维内部产生内应力。烘燥过程会 使其伸长状态及应力被固定,使纤维处于一种热力学不稳 定的“干燥定形”形变状态。润湿时,在内应力作用下,纤维 发生收缩。以上两种情况都会导致纺织品在湿处理时,纵向 和横向尺寸发生变化而造成面积的明显收缩,即缩水的现 象。缩水导致纺织品的变形,严重影响纺织品的使用性能和 外观。 由于湿处理是织物服用过程中最普遍的应用环境,缩

纺织品抗菌性能的研究进展

纺织品抗菌性能的研究进展

纺织品抗菌性能的研究进展在我们的日常生活中,纺织品无处不在,从衣物到床上用品,从窗帘到毛巾。

随着人们对健康和卫生的关注度不断提高,纺织品的抗菌性能逐渐成为研究的热点。

具有抗菌性能的纺织品能够有效地抑制细菌、真菌和其他微生物的生长和繁殖,从而减少感染和疾病传播的风险,为我们的生活提供更健康、更舒适的环境。

一、抗菌纺织品的作用及意义抗菌纺织品的主要作用是防止微生物在纺织品上的滋生和传播。

微生物如细菌和真菌在适宜的条件下会迅速繁殖,不仅会导致纺织品产生异味、变色和损坏,还可能引发人体的过敏反应和感染疾病。

例如,在医疗机构中,使用具有抗菌性能的纺织品可以降低交叉感染的风险;在运动服装中,抗菌功能可以减少汗水滋生的细菌,防止异味产生,保持衣物的清新;在家居用品中,抗菌的床上用品和毛巾能够提供更清洁、卫生的生活环境。

二、抗菌剂的种类及特点目前,用于纺织品的抗菌剂种类繁多,主要包括天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂。

天然抗菌剂主要来源于植物、动物和微生物,如壳聚糖、芦荟提取物、茶树精油等。

这类抗菌剂具有良好的生物相容性和安全性,对环境友好,但抗菌效果相对较弱,且稳定性较差。

有机抗菌剂包括季铵盐类、双胍类、卤胺类等。

它们具有较强的抗菌活性,但其耐热性和耐久性往往不够理想,而且部分有机抗菌剂可能存在一定的毒性和刺激性。

无机抗菌剂主要有金属离子(如银、铜、锌等)及其化合物。

其中,银离子的抗菌性能尤为突出。

无机抗菌剂具有抗菌效果持久、耐热性好等优点,但成本相对较高。

三、抗菌纺织品的制备方法为了使纺织品获得抗菌性能,目前主要有以下几种制备方法:1、后整理法这是一种较为常见的方法,将纺织品浸泡在含有抗菌剂的溶液中,通过吸附、交联等作用使抗菌剂附着在纤维表面。

这种方法工艺简单、成本较低,但抗菌剂与纺织品的结合牢度往往不够理想,容易在使用过程中流失,从而影响抗菌效果的持久性。

2、共混纺丝法将抗菌剂与聚合物原料在熔融或溶液状态下共混,然后进行纺丝。

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环保型纺织品抗菌整理剂进展综述董红霞(上海洁宜康化工科技有限公司,上海,200333)摘要:本文叙述了抗菌整理剂的作用机理、分类以及选择标准,着重分析了目前抗菌剂行业面临的安全环保法规的压力,并提出了应对这些安全环保压力的方向。

关键词:抗菌剂;环保;安全;法规;进展随着对天然与健康产品的持续追求,人们更关注纺织品的健康及舒适性,尤其是抗菌防臭加工最受市场的青睐。

在气候温暖而且雨量较多的地区,细菌(微生物)容易大量繁殖,而人体穿着纤维制品时,汗、皮脂、污垢等人体代谢物均附着在纤维的表面上,而间接提供细菌所需的营养源进行繁殖,在这过程中代谢所产生挥发性恶臭物质,也会引发其它相关的疾病。

具有抗菌功能的纺织面料对于防止病菌的侵害起着极其重要的作用,用抗菌功能性纺织面料制作的日用品已逐渐为人们所重视,并随着科技的发展,广泛而深入地辐射到生活的细节中。

开发抗菌功能性纺织品所需要的抗菌整理剂是一门牵涉甚广的技术科学。

该技术使用在纺织品的抗菌上,可提供不同保护程度的功能。

本文详细叙述了抗菌整理剂的作用机理、抗菌剂的种类以及抗菌剂选择远离等,着重分析了当前安全法规对抗菌整理剂的较高要求,并提出了环保型抗菌整理剂的发展方向。

1、抗菌防臭加工的必要性纤维或纺织品经抗菌处理后,可以发挥两方面的作用:(1):保护使用纺织品穿著者和使用者的人,如果抗菌纺织品能杀灭金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、尿素分解菌等细菌和真菌,则能预防传染性疾病的传播;防止内衣裤和袜子产生恶臭;防止袜子上脚癣菌的繁殖;防止婴儿因尿布发生红斑;提高老人和病人的免疫能力;而且可以在医院内预防交叉感染(即MRSA感染);(2):对纤维材料本身的保护,防止纤维受损,由于具有杀灭黑曲霉菌、球毛壳菌、结核杆菌和柠檬色青霉菌等各种霉菌,可以防止纤维材料变色、脆损以及纺织品贮藏时发生霉变。

2、纺织品上抗菌剂的作用模式和机理活的微生物,如细菌和真菌等,主要由多糖组成的最外层的细胞壁。

这种细胞壁保证了细胞的完整性,保护细胞避免受到外部环境的影响。

紧接细胞壁下层的是半透性的细胞膜,这种细胞膜包括细胞内细胞器和多种酶和核酸。

这些酶负责发生在细胞壁内的化学反应,核酸则储存这些微生物的基因信息。

这些微生物的存活或生长取决于细胞的完整性、这些组成部分的协同作用和合适状态。

抗菌整理剂抑制微生物的生长(静菌)或杀死微生物(杀菌)。

几乎所有的用于纺织品的抗菌剂,如银抗菌剂、三氯生、PHMB和季铵盐化合物等,均为杀菌剂。

这些抗菌剂能损坏细胞壁,或改变细胞膜的渗透性,使蛋白质中毒,抑制酶的活性,或抑制脂类的合成,而这些都是细胞存活的必需条件。

根据所采用的抗菌剂的不同类型,抗菌剂发挥抗菌作用有如下两种方式:(1):通过接触发挥作用:适用于非溶出型抗菌剂。

整理到纺织品上的抗菌剂不发生迁移,对接触到纺织品上的细菌等产生作用;(2):通过扩散发挥作用:适用于溶出型抗菌剂。

整理到纺织品表面上或在纤维内部的抗菌剂能迅速扩散在外部润湿介质中,接近并抑制细菌等微生物的繁殖。

纺织品用抗菌剂的作用机理如表1所示:3、抗菌剂种类抗菌剂种类繁多,可供选择的范围很广,表2列出了用于纺织品的抗菌剂:4、抗菌剂的选择原理适用于纺织品的抗菌剂,必须要符合如下的要求:(1):抗菌剂的安全性急性口服毒性实验LD50值:1000 mg/kg以上;变异原性实验(Ames 试验):阴性;皮肤刺激性实验:对兔子用一次性皮肤症进行弱刺激;皮肤感发性实验:阴性;细胞毒性实验:LC50和皮肤刺激性实验为判断依据(2):安全法规和标准的符合性符合欧盟REACH法规和Okeo-tex标准100及其它法规和标准;有机锡化合物、PCP、TECP、PVC、TCP、六价铬、Cd、重金属等,均应符合要求。

(3):抗菌剂的抗菌广谱性一个良好的抗菌剂,应具有抗菌广谱性能,也即对细菌、真菌、酵母菌等均能起到良好的抑制作用,具有较低的MIC。

(4):抗菌剂与纺织材料的适用性●需要进行抗菌加工的纺织材料的种类决定了所选用的抗菌剂的种类;●有些需要借助与纤维素纤维上的羟基进行结合,来达到具有良好耐洗涤性能的抗菌性能;●有些抗菌剂则通过与合成纤维有较强的结合力,来达到具有较高耐洗涤性的抗菌性能;●有些抗菌剂在加工过程中,可能受到加工过程中氧化剂或还原剂的作用而分解,引起变色或异味;●有些抗菌剂本身带有颜色,或用到纺织品上后产生颜色,都限制了或阻碍了这类抗菌剂的应用;(5):其它•不含有REACH、Okeo-Tex Standard 100等法规禁用的物质;•持久的使用性能,如耐洗涤性能等;•不影响纺织品的色牢度、强力、柔软度(手感)等;•与其它纺织整理剂的相容性良好;•应用方便,适用于常见的纺织后整理工艺,如浸渍、浸轧、涂层等;5、安全环保压力下的抗菌剂倡导“绿色”、“环保”和安全已经成为一种世界性的消费潮流,越来越多的消费者倾向于购买对人体和环境无害的消费品。

绿色安全消费的倾向已经扩展到纺织品领域,涉及到诸如服装、服饰、床上用品、毛巾、帽子、鞋袜、手套等各种有可能直接和长期与皮肤接触的纺织品。

许多著名的买家积极回应这种公众意识,纷纷从生态的视角来审视他们的产品,而且已经提出了许多生态纺织品方面的环保要求,严格控制他们所采购和销售的产品的质量。

许多发达国家,特别是欧洲的发达国家,以及一些国际性组织,也纷纷推出了各种各样的法律、法规和标准来支持和引导这种有利于环境的发展趋势,当前最具影响力的当属国际环保纺织协会制订的“Oeko-Tex Standard 100”、欧盟制订的REACH法规、欧盟生物杀伤剂法规98/8 (EC biocides directive 98/8)、欧盟RoHS。

Oeko-Tex 100每年都根据需要进行禁用和限用物质的更新。

截止到目前为止,ECHA已公布了7批,86项高度关注物质(SVHC)。

这些规章和标准对以前常用的高效的抗菌剂和防霉剂均进行了严格限制,如:(1):有机锡化合物;邻苯基苯酚;(2):含氯酚:纺织品中所用的防腐剂主要有五氯苯酚和2,3,5,6-四氯苯酚。

五氯苯酚是纺织品采用的传统的防霉防腐剂。

五氯苯酚是一种毒性物质,对人体具有致畸和致癌性。

五氯苯酚十分稳定,自然降解过程漫长,对环境有害,因而在纺织品和皮革制品中受到严格限制。

2,3,5,6--四氯苯酚是五氯苯酚合成过程中的副产物,对人体和环境同样有害;(3):富马酸二甲酯(DMF):规定2009年5月1日后,禁止含有富马酸二甲酯(DMF)的产品投放市场或在市场上销售,已经投放市场或在市场上销售的含有富马酸二甲酯的产品应予收回;产品或产品零件中富马酸二甲酯的含量不应超过0.1 mg/kg(0.1ppm);产品及包装内不得使用含有富马酸二甲酯的干燥剂、防霉剂小袋。

(4):二噁英:常用的杀菌剂三氯生在环境中可以发生分解,主要的危害来自于其代谢产物二恶英类和三氯甲烷。

基于此,Oeko-Tex调整活性化学品认可清单,2010年7于1日起含有三氯生的13种产品从将从Oeko-Tex®认可的清单中删除;(5):溶剂:N-甲基吡咯烷酮、2-乙二醇乙醚、2-乙二醇乙醚醋酸酯、甲基溶纤剂、三氯乙烯、二甲基甲酰胺等列入严格控制范围;(6):表面活性剂:烷基酚和烷基酚系表面活性剂(OP、NP、OPEO、NPEO)属于严格管制的化学物质;REACH法规中列为SVHC的曾用于纺织品的抗菌防霉剂,如表3所示:6、环保型和生态型的抗菌剂为了适应这些安全法规和技术标准,世界各抗菌剂生产厂家迎合这种趋势,开发符合这些法规和技术标准的抗菌剂产品。

主要围绕如下几个方面进行新型抗菌剂的开发:6.1:避开REACH高关注物质(SVHC);当前凡是被列为REACH高关注物质的物质,均为致癌性物质、难分解物质、致生殖毒素物质等,在开发新型环保安全抗菌整理剂时,应避开这类物质;6.2:绕开OEKO-TEX Standard 100;该标准针对纺织品专门制定了化学品的禁用范围或限用物质的使用限度,在开发新型安全环保抗菌整理剂时,应切实遵守该标准的要求,从抗菌剂原料、乳化剂、溶剂等多种原料的选择上,均应满足该标准的要求。

6.3:银离子化或纳米银抗菌剂的蓬勃兴起6.3.1:载银抗菌剂;载银无机抗菌剂可分为:载银硅酸盐抗菌剂、载银磷酸盐抗菌剂、载银碳质抗菌剂、载银铜二氧化钛二氧化硅抗菌剂等。

引入抗菌成分的方法有离子交换法、熔融法和吸附法等。

其中载银硅酸盐抗菌剂中常用的有载银沸石抗菌剂和载银硅酸盐玻璃抗菌剂。

沸石是一种由氧桥连接的硅、铝、氧四面体在三度空间呈骨架状无限排列的矿物。

氧桥四面体连成许多通道的窗孔,离子交换过程在此区域进行。

载银沸石型无极抗菌剂正是通过这种离子交换功能,通过交换将Ag+结合到沸石结构中而制得的。

沸石抗菌剂通过缓释Ag+或产生活性氧而具有抗菌作用。

多种沸石都可用于制造无机抗菌剂,目前常用的多为A型沸石和Y型沸石。

A型沸石载银抗菌剂的机理为银离子缓释抗菌;而Y型沸石的抗菌机理为产生活性氧。

在硅酸盐玻璃中,通过氧桥键把每个SiO4四面体相互连接起来,形成三维网状骨架结构,其他元素的氧化物,如B2O3、P2O5、TiO2、Ag2O和离子,如Na+、K+、Ca2+、La2+等可以进入骨架,也可以填入网状骨架结构的缝隙中。

以经过改性的硅酸盐作为玻璃的主成分,将银以Ag2O的形式融入其中,形成载银硅酸盐玻璃。

载银硅酸盐玻璃抗菌剂中具有代表性的为载银硼硅酸盐抗菌剂和载银硅硼酸钠抗菌剂。

载银磷酸盐抗菌剂主要指载银磷酸锆抗菌剂。

磷酸锆具有Nasicon型警惕结构或者=离子交换性能良好的层状晶体结构,具有较强的Ag+交换能力。

通过离子交换而得到的载银磷酸锆通过缓释Ag+或产生活性氧而具有抗菌作用。

6.3.2:纳米银抗菌剂纳米银抗菌剂就是将粒径做到纳米级的金属银单质,是指粒径在小于100nm的金属银微粒组成的粉体。

纳米银溶液是纳米银的悬浊液,随浓度不同颜色也变化,同一浓度随着纳米颗粒的增大颜色也逐步加深。

由于其颗粒极其微小,表面积较大,使其具有显著的表面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应,因而使纳米银具有超强的活性及渗透性,其杀菌作用是普通银的数百倍。

另外,由于纳米尺度的金属银的表面电子特性,它可以与细菌的蛋白质分子上的疏基、胺基等吸电子基团形成配体,从而进一步增强了抗菌效果。

纳米银是一类新型抗菌剂,具有强大抑菌、杀菌作用及其广谱的抗菌活性,具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果,无耐药性,安全性高。

纳米银的特征如下:∙纳米银是原子结构组成的“银粒子”,不带电荷;∙纳米银是小于100nm的金属银单质;∙纳米银的应用与其真实颗粒大小和是否具有纳米效应紧密相关;∙纳米银粒子不带电荷,不会与生物体内多种生物活性物质结合而沉积,所以不会产生毒性。

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